1、JJF1059.1測量不確定度評定與表示北京理工大學周桃庚主要內容第一部分 測量不確定度概念的產生和發(fā)展第二部分 實驗室認可和資質認定政策對測量不確定度評估的要求第三部分 統(tǒng)計學的基本知識第四部分 名詞術語第五部分 測量不確定度評定第一部分測量不確定度概念的產生和發(fā)展概覽在日常生活的許多方面，當我們估計一件事件的大小時，我們習慣性地會產生疑問。例如，如果有人問，“你認為這個房間的溫度是多少”？我們可能會說，“大概攝氏25度?！薄按蟾拧钡氖褂?，意味著我們知道室溫不是剛好就是25度，但是應在25度左右。換句話說，我們認識到，對估計的這個溫度的值是有所疑問的。概覽當然，我們可以更具體一點。我們可以說

2、，“25度上下幾度”“上下”意味著，對這個估計仍有疑問，但對懷疑的程度給出了一個范圍。我們對該估計的懷疑，或不確定度，給出了一些定量的信息。室溫在房間的“真實的”溫度的5度范圍內室溫在2度范圍內概覽使用一個溫度計即使使用測量儀器，對這個結果仍然會有一些疑問，或不確定度。例如，可以問：“溫度計準嗎？”“怎么讀數(shù)呢？”“讀數(shù)會變嗎？”“手持溫度計。會使溫度上升嗎？”“房間里的相對濕度變化很大，會影響結果嗎？”“測量跟房間中所處的位置有關嗎？”為了量化的房間溫度測量的不確定度，因此，必須考慮可能影響結果的所有因素。必須對這些影響的可能變化作出估計。不確定度的含義不確定度這個詞意指可疑程度，廣義而言，

3、測量不確定度意指對測量結果的有效性的可疑程度。ISO Guide98-3 不確定度表示指南(GUM)測量結果的準確度的一個度量指標Eurolab 技術報告檢測中的測量不確定度，2002年,2006年，2007年測量不確定度是一個結果或一種檢測方法的質量的一種重要度量。ILAC-G17:2002：檢測中的測量不確定度概念的介紹研究不確定度的意義當報告物理量的測量結果時，必須對測量結果的質量給出定量的表述，以便使用者能評估其可靠性。如果沒有這樣的表述，則測量結果之間、測量結果與標準或規(guī)范中指定的參考值之間都不可能進行比較。所以必須要有一個便于實現(xiàn)、容易理解和公認的方法來表征測量結果的質量，也就是要

4、評定和表示其不確定度。不確定度的概念和其定量表示的方法都必須滿足許多不同測量應用的不同需求研究不確定度的意義當對己知的或可疑的誤差分量都作了評定，并進行了適當?shù)男拚?，即由顯著的系統(tǒng)效應引起的所有誤差分量，都評定并修正，這樣的測量結果的修正仍然存在著不確定度，也就是，測量結果是否代表被測量之值，存有可疑。全世界對不確定度的評定和表示方法取得一致意見，將會對科學、工程技術、商貿、工業(yè)以及規(guī)范中大量的測量結果，易于理解和適當解讀，具有重要的意義。在市場全球化時代，評定和表示不確定度的方法在全世界統(tǒng)一是必不可少的，使不同國家進行的測量可以容易地相互比較。誰需要測量不確定度？客戶需要知道結果有“多準”

5、或結果有多可信特別是考慮規(guī)范限度時必須考慮測量不確定度檢測實驗室需要校準證書上的不確定度，以便他們可以聲明自己的測量結果的不確定度實驗室想知道自己的測量結果的質量，并改進以達到規(guī)定的質量有效不確定度評定的基本要求明確，且沒有任何模棱兩可定義被測量，即擬測量的量，或需測量的，分析的或測試的特性對測量程序和測量對象有全面的了解對影響測量結果的影響量有全面的分析識別不確定度的主要分量給定相關影響量/不確定度來源的完整列表，就可運用不同的方法實施不確定度評定。不確定度評定的方法建模方法嚴格的數(shù)學分析方法：測量測序的詳盡的數(shù)學模型的基礎上的“建模方法”每一個不確定度貢獻與一個專門的輸入量相關，每個不確定

6、度貢獻單獨評定單個不確定度按不確定度傳播率合成。Monte Carlo 方法經驗方法基于整體方法(whole-method)性能研究，包括盡可能多的相關不確定度的來源使用的數(shù)據(jù)通常有：實驗室內確認研究，質量控制，實驗室間確認研究，或能力驗證等的精密度和偏倚數(shù)據(jù)GUM法、JJF1059.1GUM-S1、JJF1059.2文件通用建模單實驗室實驗室間PTISO Guide 98-3，不確定度表示指南(GUM), 2008JJF1059.1-2012 測量不確定度評定與表示ISO Guide 98-3 Suppl.1用蒙特卡洛法傳播概率分布JJF 1059.2 -2012用蒙特卡洛法評定測量不確定度

7、EURACHEM/CITAC,分析測量中的定量不確定度，第3版，2012CNASGL06化學分析中不確定度的評估指南，2006EA4/16 定量檢測中的不確定度評定指南，2004EA 4/02校準中測量不確定度評定，1999ISO/TS 21748 利用重復性、再現(xiàn)性和正確度的估計值評估測量不確定度的指南GB Z22553-2010 ISO 13528利用實驗室間比對進行能力驗證的統(tǒng)計方法CNASGL02能力驗證結果的統(tǒng)計處理和 能力評價指南GBT 27043-2012 合格評定 能力驗證的通用要求ISO/IEC 17043:2010合格評定 能力驗證的通用要求文件通用建模單實驗室實驗室間PT

8、ISO 5725測量方法與結果的準確度(正確度與精密度) ，6部分GBT 6379.1-2004 測量方法與結果的準確度(正確度與精密度) 第1部分：總則與定義.第2部分：確定標準測量方法重復性與再現(xiàn)性的基本方法.第4部分：確定標準測量方法正確度的基本方法第5部分：確定標準測量方法精密度的可替代方法第6部分：準確度值的實際應用GB/T 6379.3-2012測量方法與結果的準確度(正確度與精密度) 第3部分：標準測量方法精密度的中間度量GB/T 27411-2012 檢測實驗室中常用不確定度評定方法與表示GB/T 27407-2010 實驗室質量控制 利用統(tǒng)計質量保證和控制圖技術 評價分析測量

9、系統(tǒng)的性能GB/T 27408-2010 實驗室質量控制 非標準測試方法的有效性評價 線性關系測量不確定度發(fā)展簡介測量不確定度的提出早在1963年美國國家標準局（NBS）的數(shù)理統(tǒng)計專家埃森哈特（Eisenhart）在研究“儀器校準系統(tǒng)的精密度和準確度的估計”時提出了定量表示不確定度的概念和建議，受到了國際上的普遍關注。20世紀70年代，NBS在研究和推廣測量保證方案（MAP）時在不確定度的定量表示方面有了進一步的發(fā)展。不確定度這個術語逐漸在測量領域廣泛使用，用它來定量表示測量結果的不可確定的程度，但具體表示方法方面很不統(tǒng)一，并且不確定度與誤差同時并用。測量不確定度的提出1977年5月國際電離輻

10、射咨詢委員會（CCEMRI）的x-射線和電子組討論了關于校準證書如何表達不確定度的幾種不同建議，但未作出決議。1977年7月的CCEMRI會上提出了這個問題的迫切性，CCEMRI主席美國NBS局長Amber同意將此問題列入送交國際計量局的報告，并且，由他作為國際計量委員會（CIPM）的成員向CIPM發(fā)起了解決測量不確定度表示方面的國際統(tǒng)一問題的提案。測量不確定度的提出1977年，CIPM要求國際計量局（BIPM）聯(lián)合各國家標準實驗室著手解決這個問題。1978年BIPM就此問題制定了一份調查表，分發(fā)到32個國家計量院及5個國際組織征求意見。1979年底得到了21個國家實驗室的復函。1980年，B

11、IPM召集和成立了不確定度表述工作組，在征求各國意見的基礎上起草了一份建議書：INC-1(1980)。該建議書向各國推薦了測量不確定度的表述原則。自此，得到了國際初步統(tǒng)一的測量不確定度的表示方法。GUM的發(fā)布80年代以后，CIPM建議的不確定度表示方法首先在世界各國的計量實驗室中得到廣泛應用。但正如國際單位制計量單位不僅在計量部門使用一樣，測量不確定度應該可以應用于一切使用測量結果的領域。如何進一步推廣使用的問題提到了日程上。1986年CIPM要求國際標準化組織（ISO）能在INC-1(1980)建議書的基礎上起草一份能廣泛應用的指導性文件。GUM的發(fā)布該項工作得到了7個國際組織的支持和倡議。

12、該7個國際組織是：國際計量局（BIPM）國際電工委員會（IEC）國際臨床化學聯(lián)合會（IFCC）國際標準化組織（ISO）國際理論化學與應用化學聯(lián)合會（IUPAC）國際理論物理與應用物理聯(lián)合會（IUPAP）國際法制計量組織（OIML）GUM的發(fā)布1993年，經過工作組近7年的努力，完成了“測量不確定度表示指南”的第一版，并以7個國際組織的名義聯(lián)合發(fā)布，由ISO正式出版發(fā)行。同時終止了ISO/TG69/SC6/WG3關于測量不確定度標準的起草工作。1995年在對“測量不確定度表示指南-1993”作了一些更正后重新印刷。即Guide to the Expression of Uncertainty i

13、n Measurementcorrected and reprinted， 1995 （簡稱GUM 1995），為在全世界采用統(tǒng)一的測量結果的不確定度評定和表示方法奠定了基礎。計量導則聯(lián)合委員會(JCGM)1997年由七個國際組織創(chuàng)立了計量學指南聯(lián)合委員會（JCGM），由國際計量局（BIPM）局長任主任，JCGM有兩個工作組。第1工作組(JCGM/WG1)名為“測量不確定度表示工作組”，任務是推廣應用及補充完善GUM；第2工作組(JCGM/WG2)名為“VIM工作組”，任務是修訂VIM及推廣其應用。 2005年國際實驗室認可合作組織（ILAC）正式參加該聯(lián)合委員會后，成為八個國際組織聯(lián)合發(fā)布有

14、關文件。不確定度評定最新動態(tài)2008年， JCGM/WG1將1995版GUM提交給JCGM，重新命名為JCGM 100:2008測量數(shù)據(jù)的評定測量不確定度表示指南并以ISO IEC BIPM OIML IUPAC IUPAP IFCC和ILAC等8個國際組織的名義發(fā)布，并命名為 ISO/IEC GUIDE 98-3:2008測量不確定度第3部分：測量不確定度表示指南 Uncertainty of measurement Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995)。只對GUM 1995僅作了少量

15、修改。JCGM 100的修訂最新進展主要修訂思想保持現(xiàn)有GUM處理方法的有效性, 即總體框架不作大的改動;改進以使其便于理解和使用; 去除GUM內部有關術語的不一致;對“ 真值不唯一” 的情況(如在化學、 醫(yī)學中)能夠進行處理;去除有關對概率的相矛盾觀點(頻率原理和貝葉斯原理)帶來的內部不一致。目前工作進展順利。下了一定的功夫，審閱目前GUM的舉例，并收集各行業(yè)的新的例子。這些例子將以單獨的文件發(fā)布，這樣容易更新和擴展，而不需要對主要文件進行修訂。預計，委員會草案第一版本可能在2014發(fā)行。GUM的局限性局限性主要有兩個方面GUM中缺乏一般性的程序，以獲得規(guī)定概率下包含被測量之值的區(qū)間該區(qū)間稱

16、作規(guī)定包含概率下的包含區(qū)間被測量，即輸出量不止一個時，未給出充分的指導這兩個主題要求在微積分和概率的知識水平比GUM所需要的要高決定制定具體的指導性文件，而不是對GUM進行全面修訂GUM增補件JCGM 101: 2008 GUM 增補 1使用Monte Carlo方法進行分布傳播JCGM 102: 2011 GUM 增補2 擴展到多輸出量JCGM 103: GUM增補3建模JCGM 108 增補4：貝葉斯方法所有JCGM第1工作組產生的JCGM文件都在相同的醒目標題“測量數(shù)據(jù)的評定”下出現(xiàn)ISO/IEC GUIDE 98-3:2008/Suppl.1:2008ISO/IEC Guide 98-

17、3:2008/Suppl.2:2011ISO/IEC Guide 98-3:2008/Suppl.3ISO/IEC Guide 98-3:2008/Suppl.4ISO/IEC Guide 98的總名稱是“測量不確定度”GUM增補1通過Monte Carlo傳播概率密度函數(shù)(PDF)通用的傳播方法，可用處理非線性模型附有約束條件的模型利用輸出量的PDF，可計算所需的輸出量，比如包含區(qū)間標準不確定度GUM增補2擴展到任意多個輸出量的模型不確定度傳播(GUF)概率密度函數(shù)傳播(GUM-S1)復數(shù)的應用使用Monte Carlo 驗證GUFGUM增補3描述測量建模和模型的使用還在起草過程中，JCGM

18、第1工作組于2012年11月27-30日召開的會議透露，該文件大約完成了一半也在這個會議上，透露，將起草GUM增補4-貝葉斯方法2013年5月28日-31日會議的簡報，對第一次完整的文本草案方面的更新取得了實質性的進展。它與GUM修訂平行進展，以避免兩個文件之間的冗余。GUM的補充性文件JCGM 104: 2009, 測量不確定度表示的介紹JCGM 105: 概念和基本原理JCGM 106:2012， 不確定度在合格評定中的作用JCGM 107: 最小二乘法的應用ISO/IEC Guide 98-1:2009 第1部分：測量不確定度表示的介紹第2部分：概念和基本原理ISO/IEC Guide

19、98-4:2012第4部分： 不確定度在合格評定中的作用第5部分：最小二乘法的應用JCGM 104:2009GUM的簡介解釋性文件概念和原理不確定度評定的步驟制定階段不確定度傳播合格評定最小二乘法JCGM 106測量不確定度在合格評定中的應用在包括不確定度在內的各種結果的基礎上，采取決策的各種方法VIM的發(fā)布1993年，與GUM相呼應，為使不確定度表示的術語和概念相一致，發(fā)布了新版國際通用計量學基本術語(International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology，1993，簡稱VIM)，國際上也稱作VIM-2。在1993年第

20、二版VIM-2中，對測量不確定度有關的名詞術語進行了修訂。GUM和VIM-2的發(fā)布使不同測量領域、不同國家和地區(qū)在評定和表示測量不確定度時具有相同的含義。VIM的修訂2004年，JCGM/WG2向JCGM代表的8個組織提交了VIM第3版的初稿意見和建議2007年末和2008年初完成了VIM-3最終稿 JCGM 200:2008國際計量學詞匯基本和通用概念及相關術語2012年又做了少量修改， JCGM 200:20122006年提交8個組織批準，于2007年發(fā)布，并將國際通用計量學基本術語更名為ISO/IEC GUIDE 99:2007 國際計量學詞匯基本和通用概念及相關術語Internatio

21、nal Vocabulary of MetrologyBasic and General Concepts and Associated Terms(VIM)。VIM3的主要變化應用領域范圍擴大了，涉及物理量化學量生物量等領域，術語內容更為全面而細化，術語的概念含意更為嚴格和廣義，涉及到不同的認識和觀點。據(jù)了解在修訂中遇到了很大困難，主要是對真值的概念和作用；測量的目的；如何定義測量結果；如何描述測量的質量，存在著不同認識，所以VIM第3版是包容不同觀點的折中方案?，F(xiàn)實中對測量有3種描述方法，并在不同領域中正在廣乏使用，即：1.經典方法即誤差方法；2.GUM關于測量不確定度方法；3.IEC測量

22、結果的兼容性方法；內容1.經典方法誤差方法2.GUM方法3.IEC方法真值認為存在唯一的真值，實際上它是不可知的。真值存在，真值不是唯一的，是不可知的，不鼓勵使用。懷凝真值的存在，認為既然真值不可知，又何必提真值。測量的目的獲得與真值盡可能接近的值。例如采取修正或進行多次重復測量等措施，獲得測得值及其不確定度或其它有關信息表示。依靠測量結果計量兼容性的概念去評定測量結果的有效性。測量結果即指測量獲得的值，它偏離真值，存在誤差，有系統(tǒng)和隨機誤差，可采取修正或多次測量等措施。它是被測量的估計值，通常測量結果為測得值和有關信息（不確定度）。即測得值，測量所得到的量值。如何描述測量的質量用誤差大小來表

23、示。用概率方法，將各不確定度分量合成，通過測量中獲得的信息，描述測量結果。用校準曲線上的示值范圍和校準值上的測得值范圍表述，不用概率統(tǒng)計方法，而用校準獲得。優(yōu)缺點真值不可知，誤差不能準確知道，未有誤差合成方法，很難評定測量結果與真值一致的程度。優(yōu)點，解決了真值和誤差問題，采用概率方法，解決了不確定度的合成，方法更為精練。不采用概率方法，不用合成，用校準曲線，實用方便。摘自金華彰的新浪博客GUM的特點因為GUM是由8個權威組織歷經反復研究討論和征求各國意見的基礎上制定的，因此GUM具有國際權威性GUM是指導性技術文件，在術語定義、概念、評定方法和報告時的表達方式上都作了統(tǒng)一規(guī)定，并有許多解釋性的

24、內容。利用附錄的形式還回答了許多應用時所遇到的問題，并給出了許多應用舉例。具有很強的操作性和實用性；GUM的特點GUM代表了當前國際上在表示測量結果及其測量不確定度時的約定做法。使全世界不同國家、不同地區(qū)、不同學科、工程、商業(yè)、工業(yè)、法規(guī)等領域在表述測量結果和測量不確定度時具有一致的含義，便于理解、翻譯和比對，它對推動科技進步和促進國際交流具有重要意義。GUM的特點現(xiàn)在，各國都將GUM方法轉化為本國標準或技術規(guī)范加以推廣應用。為正確執(zhí)行GUM方法，許多實驗室或計量組織例如美國的NIST，制定了本單位的實施指南。一些區(qū)域性和全球性的國際組織，例如亞太地區(qū)計量組織（APMP）、歐盟計量組織（EUR

25、OMET）、國際實驗室認可組織（ILAC）、亞太實驗室認可組織(APLAC)及歐盟認可合作組織（EA）等，也都強調用GUM方法來表示測量結果及測量不確定度。在國際雜志上發(fā)表的論文或評論以及校準證書和測試報告等文件上，基本上已都采用了測量不確定度。測量不確定度已經被越來越多的人們所理解和應用。一些國際組織和國家的不確定度規(guī)范 國家或組織年份名稱規(guī)范號美國NIST19931994修訂測量結果不確定度評定和表示指南NIST Technical Note 1297歐洲認可合作組織1999校準中的測量不確定度的表示EA-4/022003定量檢測中的不確定度評定指南EA-4/16美國實驗室認可協(xié)會2002

26、檢測中的不確定度估計指南G104 - A2LA2008幾何量校準和檢測結果的不確定的估計指南G103 - A2LA2009有關檢測實驗室的測量不確定估計的一些列政策P103英國認可組織2007第2版2012第3版測量不確定度表示M3003一些國際組織和國家的不確定度規(guī)范國家或組織年份名稱規(guī)范代號國際實驗室認可合作組織2002檢測中測量不確定度的概念的介紹ILAC-G17:20022010ILAC對校準領域測量不確定度的政策ILAC-P142013ILAC對校準領域測量不確定度的政策ILAC-P14：01/2013 歐洲分析化學中心1995第1版分析化學測量不確定度評定指南EURACHEM /

27、CITAC Guide CG 42002第2版2012第3版我國的不確定度規(guī)范1998年，發(fā)布了JJF1001-1998通用計量術語和定義其內容在VIM的基礎上補充了法制計量有關的術語和定義1999年國家質量技術監(jiān)督局批準發(fā)布了JJF 1059-1999 測量不確定度評定與表示,這規(guī)范原則上等同采用了GUM的基本內容。JJF1059和JJF1001構成了我國進行測量不確定度評定的基礎JJF1059-19991999年1月我國頒布了國家計量技術法規(guī)JJF1059-1999測量不確定度評定與表示，它以法規(guī)形式規(guī)定了我國貫徹GUM方法的具體要求。以便在測量結果及其不確定度的評定與表示方法上與國際接軌

28、，以利于我國的國際交往和經濟發(fā)展。法規(guī)頒布至今十多年來，對全國范圍內使用和評定測量不確定度，尤其是在計量標準的建立、計量技術法規(guī)的制定、證書/報告的發(fā)布和量值的國際比對等方面起到了重要的指導和規(guī)范作用，使我國對測量結果的表述與國際一致，對科學技術交流、商貿交易、計量證書互認等方面都起到了積極的作用。JJF 1059系列標準制修訂情況隨著我國科學技術的迅猛發(fā)展和規(guī)范計量管工作的需要，特別是國際標準化組織ISO/IEC Guide 98-3（GUM）及其一系列補充標準的陸續(xù)頒布，從術語到方法都增加了新的內容。例如對原有規(guī)范不適用的情況可以采用蒙特卡洛法進行概率分布的傳播，使不確定度的應用更加深化國

29、際計量學術語也相應提出了許多關于不確定度的新術語，例如：定義的不確定度，儀器的不確定度，目標不確定度等在國際標準增補的背景下,有條件啟動JJF1059的修訂和增訂。 2010年3月，由國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局計量司組織成立了測量不確定度評定與表示國家計量技術規(guī)范起草小組，承擔測量不確定度評定與表示系列規(guī)范的制修訂工作。JJF 1059系列標準制修訂情況2010年3月，起草小組在北京召開了第一次會議，就修訂原則進行了討論。確定本次修訂將JJF1059分為三個部分，、JJF1059.1 測量不確定度評定與表示；JJF1059.2 用蒙特卡洛法評定測量不確定度JJF1059.3 測量不確定度在合格評

30、定中的使用原則JJF 1059系列標準制修訂情況2010年6月第二次起草小組會議上對草案的內容進行了深入討論，尤其關于A類評定中重復性的預先評估問題、校準證書上對不確定度的報告要求、實驗室的校準測量能力的表示、擴展不確定度U未注明k值時即指k=2的規(guī)定等內容需要進一步增加。2010年12月，起草小組在北京召開了第三次工作會議，進一步討論了規(guī)范的修改稿，重點討論了：JJF1059.1規(guī)范的適用范圍，本規(guī)范的方法對非線性函數(shù)的適用性問題，進一步研究了用預評估重復性進行A類評定等。要求在不確定度評定舉例的附錄中增加一個化學領域不確定度評定的例子。起草人進一步修改后提交了修改稿，并在該稿基礎上形成征求

31、意見稿。JJF 1059系列標準制修訂情況2011 年8月底，起草小組將征求意見稿發(fā)給各省級質量技術監(jiān)督局及省級計量院、各全國專業(yè)計量技術委員會、相關的專家、國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局計量司各處，并掛在中國計量協(xié)會的“計量技術法規(guī)征求意見”網站上，廣泛征求意見。2011年11月，起草小組根據(jù)返回的意見，形成了征求意見匯總表。2011年12月，起草小組在北京召開第四次工作會議，對JJF1059.1 測量不確定度評定與表示和JJF1059.2 用蒙特卡洛法評定測量不確定度兩個規(guī)范的內容進一步討論，并對征求意見匯總表進行討論，再次提出進一步修改的意見。于2012年2月形成修改稿。JJF 1059系列標

32、準制修訂情況2012年3月13日起草小組在北京召開第五次工作會議，進一步對規(guī)范審查和修改。在此基礎上形成了JJF1059.1 測量不確定度評定與表示、JJF1059.2 用蒙特卡洛法評定測量不確定度的送審稿。JJF1059.1 測量不確定度評定與表示技術規(guī)范 2012-12-3批準，2013-06-3實施JJF1059.2-2012 用蒙特卡洛法評定測量不確定度技術規(guī)范 2012-12-21批準，2013-06-21實施JF1059.1-2012 主要修訂內容修訂版在原版的基礎上,盡可能采納各方面的意見和建議，力爭文字“簡單易懂，清晰明了”， 增強邏輯性和可操作性，減少學術味編寫的結構與原版有

33、較大區(qū)別本規(guī)范還考慮了與JJF1059.2(用蒙特卡洛法傳播概率分布)和JJF1059.3(測量不確定度在合格評定中的使用原則 )的銜接問題JF1059.1-2012 主要修訂內容所有術語采用JJF1001-2011通用計量術語及定義中的術語和定義更新了“測量結果”及“測量不確定度”的定義增加了“測得值”、“測量模型”、“測量模型的輸入量”和“輸出量”并以“包含概率”代替了“置信概率”增加了一些術語，如“定義的不確定度”、“儀器的測量不確定度”、“零的測量不確定度”、“目標不確定度”JF1059.1-2012 主要修訂內容在A類評定中，根據(jù)計量的實際需要，增加了常規(guī)計量中可以預先評估重復性的條

34、款。合成標準不確定度評定中增加了各輸入量間相關時協(xié)方差和相關系數(shù)的估計方法，以便規(guī)范處理相關的問題。弱化了給出自由度的要求，只有當需要評定Up時或用戶為了解所評定的不確定度的可靠程度而提出要求時才需要計算合成標準不確定度的有效自由度eff JF1059.1-2012 主要修訂內容規(guī)定：在一般情況下，在給出測量結果時報告擴展不確定度U。在給出擴展不確定度U時，一般應注明所取的k值。若未注明k值，則指k=2。增加了第6章：測量不確定度的應用，包括：校準證書中報告測量不確定度的要求、實驗室的校準和測量能力的表示方式等。增加了附錄A：測量不確定度評定方法舉例。JF1059.1-2012 主要修訂內容附

35、錄A.1是關于標準不確定度的B類評定方法舉例；附錄A.2是關于合成標準不確定度評定方法的舉例；附錄A.3是不同類型測量時測量不確定度評定方法舉例，包括量塊的校準、溫度計的校準、硬度計量和樣品中所含氫氧化鉀的質量分數(shù)測定和工作用玻璃液體溫度計的校準五個例子，前三個例子來自GUM。目的是使本規(guī)范的使用者開闊視野，更深入理解不同情況下的測量不確定度評定方法，例子與數(shù)據(jù)都是被選用來說明本規(guī)范的原理的，因此不必當作實際測量的敘述，更不能用來代替某項具體校準中不確定度的評定。測量不確定度的適用范圍 規(guī)范所規(guī)定的評定與表示測量不確定度的通用方法，適用于各種準確度等級的測量領域1) 國家計量基準及各級計量標準

36、的建立適用于在建立計量基準或各級計量標準時，評定和給出其復現(xiàn)的標準量值的測量不確定度。2）計量標準裝置間量值的國內外比對以及檢測設備的實驗室間比對適用于在同一準確度等級上進行的計量標準裝置間或檢測設備間的量值比對，參與比對的各方在給出測量結果的量值時必須按照統(tǒng)一的要求同時給出測量不確定度。通過對參加比對的各實驗室所得數(shù)據(jù)的處理，可以得出測量結果一致性或計量兼容性的評價。帶有這種評價的比對結果是測量結果可信度的證明，也是對實驗室技術能力的一種驗證。測量不確定度的適用范圍 3) 標準物質的定值，標準參考數(shù)據(jù)的發(fā)布適用于標準物質按規(guī)定的方法定值后，其標準值連同其不確定度的發(fā)布。也適用于需要說明不確定

37、度的標準參考數(shù)據(jù)的發(fā)布。4) 測量方法、檢定規(guī)程、檢定系統(tǒng)表、校準規(guī)范等技術文件的編制編制測量方法、校準規(guī)范和檢定規(guī)程時，應該分析和評定該方法的測量不確定度，以便使用者在分析測量結果的不確定度時作為參考或作為一個分量加以使用。國家計量檢定系統(tǒng)表是說明從國家基準將量值向下傳遞到各級計量標準直至工作計量器具的不確定度關系的技術文件，圖中需明確標明量值傳遞鏈中各級的測量不確定度，并符合有關的比例關系要求。當用框圖說明測量儀器與給定量的各級測量標準之間的關系時，該圖稱為溯源等級圖，圖中同樣需明確標明溯源鏈中每個環(huán)節(jié)的測量不確定度。這些不確定度的表示應符合要求。測量不確定度的適用范圍 5) 計量資質認定

38、、計量確認、質量認證以及實驗室認可中對測量結果及測量能力的表述在計量認證、計量確認、質量認證中，要根據(jù)相關的標準，對測量設備能否滿足產品質量檢測的要求、測量不確定度能否滿足使用的要求進行評審；在實驗室認可中，對測量范圍及測量不確定度的考核結果是評定該實驗室技術能力的依據(jù)。6)科學技術研究及工程領域的測量測量不確定度適用于一切科技與工程項目，這是一個非常廣闊的應用領域，例如：無論是科學發(fā)明還是技術創(chuàng)新，所有的科技成果往往都必須以測量結果及其不確定度來評價其水平。重大工程的方案論證離不開測量不確定度的分析和預估，從而給出合理的技術要求。工程的驗收大綱應該規(guī)定測量的要求包括測量不確定度的要求。高等學

39、校學生在畢業(yè)論文涉及到測量結果時也應該能正確使用測量不確定度，因此關于測量不確定度的知識也適用于大專院校的測量課程。測量不確定度的適用范圍 7) 測量儀器的校準、檢定以及其他計量服務測量儀器是人們測量時必不可少的工具，為了保證其計量特性能滿足使用要求，必須進行定期校準或檢定。也就是將測量儀器與相應的計量標準進行技術比較，從而給出儀器的校準值、校準曲線或修正值、修正曲線，此時應該同時給出這些值的測量不確定度；對于法制計量范圍內的測量儀器必須按規(guī)定與相應的計量標準進行技術比較后，再與被檢測量器具的技術指標作比較，給出合格或不合格的檢定結論，此時應該考慮標準值的測量不確定度與被檢儀器的比例關系，因為

40、它關系到合格評定的可信程度或誤判風險。如果是仲裁檢定，在給出結論時更要注意考慮不確定度的影響。測量不確定度的適用范圍 8）產品或商品的檢驗和測試所有的產品或商品都需要經過檢驗，合格后才能投入市場。凡是需要測量，包括檢驗、檢疫中需要定量測量的部分，需記錄測量結果的量值和測量不確定度，以備質量追溯。雖然用戶并不都需要知道如何測量及測量不確定度有多大，只相信是否合格的結論，但是到發(fā)現(xiàn)具有質量問題時，甚至需要處理投訴意見或法庭裁定時，記錄的完整性對于分析問題和解決問題是很重要的。測量不確定度的適用范圍 9）生產過程的質量保證；制造廠在生產過程中各個環(huán)節(jié)進行的質量控制中，進行在線和實時的測量是必不可少的

41、，在規(guī)定需要控制的容差時必須把測量的不確定度考慮在內，使質量控制切實有效。10）貿易結算、醫(yī)療衛(wèi)生、安全防護、環(huán)境監(jiān)測及資源測量。由于貿易結算、醫(yī)療衛(wèi)生、安全防護、環(huán)境監(jiān)測等項目在國家經濟和民生中的重要地位，有關的計量器具已列入了強制檢定項目中，檢定規(guī)程中應該分析測量不確定度的來源和評定測量不確定度，以確保檢定結論的有效。對這類測量所用的計量標準及檢測設備的要求及對測量結果的質量的評定通常應該是嚴格的把關的。JJF1059.1的適用范圍 （1）規(guī)范主要涉及有明確定義的，并可用唯一值表征的被測量估計值的測量不確定度。例如：直接用數(shù)字電壓表測量頻率為50Hz的某實驗室的電源電壓，電壓是被測量，它有

42、明確的定義和特定的測量條件，用的測量儀器是數(shù)字電壓表，進行3次測量，取其平均值為被測量的最佳估計值，其值為220.5V，它是被測量的估計值并用一個值表征的?，F(xiàn)有規(guī)范對這樣的測得值進行測量不確定度評定和表示是適用的。又如：通過對電路中的電流I和電壓V的測量，用公式P = IV計算出功率值P，這是屬于間接測量，也符合有明確定義的并可用唯一值表征的條件，因此本規(guī)范是適用的。JJF1059.1的適用范圍2 （2）當被測量為導出量，其測量模型即函數(shù)關系式中的多個變量又由另外的函數(shù)關系確定時，對于被測量估計值的不確定度評定，JJF1059.1-2012的基本原則也是適用的。但是評定起來比較復雜。例如: 被

43、測量功率P是輸入量電流I和溫度t的函數(shù)，其測量模型為:P = C0 I 2/ (t+t0)，而電流I和溫度t又由另外的函數(shù)確定: I = Vs/Rs，t = 2(t)Rs2-t0。評定功率P的測量不確定度時，JJF1059.1-2012同樣適用。JJF1059.1的適用范圍 （3）對于被測量呈現(xiàn)為一系列值的分布，或對被測量的描述為一組量時，則被測量的估計值也應該是一組量值， 測量不確定度應相應于每一個估計值給出，并應給出其分布情況及其相互關系。(4)當被測量取決于一個或多個參變量時，例如以時間或溫度等為參變量時，被測量的測得值是隨參變量變化的直線或曲線，對于在直線或曲線上任意一點的估計值，其測

44、量不確定度是不同的。測量不確定度的評定可能要用到最小二乘法、矩陣等數(shù)學運算， 但JJF1059.1-2012的基本原則也還是適用的。JJF1059.1的適用范圍 (5) JJF1059.1-2012 的基本原則也可用于在統(tǒng)計控制下的測量過程的測量不確定度的評定，但A類評定時需要考慮測量過程的合并標準樣本偏差從而得到標準不確定度的A類評定。 (6) JJF1059.1-2012也適用于實驗、測量方法、測量裝置和測量系統(tǒng)的設計和理論分析中有關不確定度的評定與表示， 許多情況下是根據(jù)對可能導致不確定度的來源進行分析與評估，預估測量不確定度的大小。 (7) JJF1059.1-2012僅提供了評定和表

45、示測量不確定度的通用規(guī)則，涉及一些專門的測量領域的特殊問題的不確定度評定， 可能不夠具體。如果必要，JJF1059.1-2012鼓勵各計量專業(yè)技術委員會以此規(guī)范為依據(jù)制定專門的技術規(guī)范或指導書。JJF1059.1的適用條件JJF1059.1技術規(guī)范是采用“測量不確定度表示指南”的方法評定測量不確定度，簡稱GUM法主要適用條件:1）可以假設輸入量的概率分布呈對稱分布；2）可以假設輸出量的概率分布近似為正態(tài)分布或t 分布；3）測量模型為線性模型、可轉換為線性的模型或可用線性模型近似的模型。JJF1059.1的適用條件規(guī)范主要適用于以下條件:1）可以假設輸入量的概率分布呈對稱分布；2）可以假設輸出量

46、的概率分布近似為正態(tài)分布或t 分布；3）測量模型為線性模型、可轉換為線性的模型或可用線性模型近似的模型。JJF1059.1-2012中的“主要”兩字是指:從嚴格意義上說， 在規(guī)定的3個條件同時滿足時，GUM法是完全適用的，但并不是在不滿足這些條件的情況下絕對不能用。當其中某個條件不完全滿足時，有些情況下可能可以作近似、假設或適當處理后使用。在測量要求不太高的場合，這種近似、假設或處理是可以接受的。但在要求相當高的場合，必須在了解GUM適用條件后予以慎重處理。GUM法適用于可以假設輸入量的概率分布呈對稱分布的情況在GUM法評定測量不確定度時， 首先要評定輸入量的標準不確定度， 除了A類評定外(一

47、般情況下， 由各種隨機影響造成測得值的分散性可假設為對稱的正態(tài)分布)， 許多情況下是采用B類評定，只有輸入量的概率分布為對稱分布時， 才可能確定區(qū)間半寬度，評定得到輸入量的標準不確定度。常用的對稱分布如:正態(tài)分布、均勻分布、三角分布、梯形分布、反正弦分布等。如果輸入量呈指數(shù)分布、分布、泊松分布等非對稱分布時，一般來說GUM法是不適用的。GUM法適用于可以假設輸入量的概率分布呈對稱分布的情況 實際情況下，常遇到有些輸入量的估計值是用儀器測量得到的，一般情況下儀器的最大允許誤差是雙側對稱分布的區(qū)間，但有些情況下，儀器的最大允許誤差可能是一個非對稱的區(qū)間、甚至是單側區(qū)間。在界限不對稱時，只有假設或近似為對稱區(qū)間后才能進行B類評定。GUM法適用于輸出量的概率分布近似或可假設為正態(tài)分布或t分布的情況。